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IXXAT Protocollo Ethernet POWERLINK

IXXAT Protocollo Ethernet POWERLINK
Stack di protocollo MN/CN
Descrizione

In evidenza

  • Ampia gamma di funzioni basate sulle specifiche POWERLINK DS 1.1.0
  • Velocità di funzionamento ottimizzata, struttura del software modulare
  • Permette uno sviluppo semplice e rapido dei dispositivi POWERLINK (gestendo nodi e nodi controllati)
  • Configurazione completa e possibilità di scaling
  • Interfaccia di programmazione strutturata in modo chiaro per la connessione del programma applicativo
  • Il codice sorgente C può essere usato con qualsiasi sistema target
  • In grado di funzionare con o senza sistema operativo
  • Adattabile a varie architetture di controller Ethernet e architetture hardware (ad es. 1-CPU, 2-CPU) attraverso interfacce interne
  • Modifiche dinamiche all’Object Dictionary durante il funzionamento
  • Capacità multi-channel
  • Configuration manager per le configurazioni di rete automatiche
  • Componente certificato in quanto usato nell’Evaluation Kit per l’IEM/POWERLINK ed altri prodotti OEM

Riassunto delle funzioni

Lo stack di protocollo POWERLINK contiene tutte le funzioni necessarie per implementare managing node (MN) e controlled node (CN) in conformità con le specifiche del POWERLINK.  Lo stack UDP/IP richiesto per il funzionamento del protocollo SDO via UDP può essere fornito opzionalmente. L’integrazione di uno stack UDP/IP da parte dell'utente è semplificata notevolmente dalle interfacce interne dello stack di protocollo POWERLINK.

Incapsulamento delle funzioni real-time ed adattamento specifico dell’hardware

I layer più bassi del software POWERLINK sono specificatamente progettati per garantire dei tempi di risposta veloci a tutti gli eventi real-time sul bus POWERLINK ed un'elaborazione efficiente del ciclo del POWERLINK sul MN. Pertanto, l’accesso e la manipolazione del controller Ethernet sono incapsulati in un modulo separato, il lower layer driver (LLD).  Questo modulo deve essere modificato per un adattamento del software POWERLINK ad una CPU specifica o ad una piattaforma hardware. Questa astrazione tra le funzioni dipendenti dall'hardware e i layer più alti del software POWERLINK rende possibile fornire un alto grado di scalabilità ed adattabilità. Uno strumento di configurazione, fornito insieme al software, permette un ottimo adattamento della funzionalità del POWERLINK fornita dallo stack di protocollo all’applicazione. Ciò garantisce un’implementazione estremamente efficiente dal punto di vista delle risorse. Rispetto alla versione CN, la versione MN/CN permette di accedere alle funzioni MN/CN durante il funzionamento. Funzioni ed oggetti specifici dell’MN non sono disponibili nella versione CN, la quale fa risparmiare risorse del sistema.

L’object dictionary e l’interfaccia di programmazione

L’object dictionary è l’interfaccia tra l’applicazione e la comunicazione. Ad ogni entry dell’object dictionary può essere associato direttamente un riferimento ad una variabile con i dati dell’applicazione. PDO e SDO accedono direttamente a queste variabili di applicazione. Pertanto, non è necessaria ad esempio alcuna modifica di un’applicazione CANopen per integrare il protocollo software  POWERLINK. Specifiche funzioni di callback per l’utente possono essere collegate ad ogni oggetto dell’applicazione e attivano una notifica di controllo degli eventi dell’applicazione al momento dell'accesso a tali oggetti. Questo meccanismo permette una reazione, diretta e specifica per ogni applicazione, alle modifiche ai dati di applicazione che avvengono sul bus. In aggiunta, sono supportati il salvataggio e il caricamento dei dati configurati. L’applicazione è inoltre in grado di costruire o modificare parti dell’Object Dictionary durante il funzionamento.

Process  Data Objects (PDO) e  Service Data Objects (SDO)

Il protocollo software POWERLINK supporta la mappatura dei PDO statica e dinamica e permette una vera comunicazione produttore/consumatore.
In aggiunta alla comunicazione PDO, il protocollo SDO necessario per la configurazione e la diagnostica è implementato nel protocollo software POWERLINK. Questo permette una trasmissione sicura dei dati critici non real-time. Il protocollo SDO può funzionare via UDP/IP o via ASend (frame di POWERLINK).

Supporto multi-channel

Il protocollo software POWERLINK permette l’implementazione di diverse interfacce POWERLINK indipendenti in un unico dispositivo. Managing node or controlled node possono essere configurati in modo indipendente oppure con object dictionary indipendenti in entrambi i casi. In questo modo possono essere sviluppati gateway che sono connessi, con un primo canale, ad una rete POWERLINK come CN e, con un secondo canale, ad un'altra rete POWERLINK come MN.

Gestione della rete

Una funzione importante dell’MN è la gestione della rete che include lo start-up ed il monitoraggio dei nodi della rete. La versione del protocollo software compatibile con MN supporta la procedura completa di boot-up per CN opzionali o obbligatori come definito nella specifica POWERLINK DS 1.1.0.
Sono supportati inoltre aggiornamenti del software del CN dal managing node.
Il protocollo software POWERLINK include il configuration manager che permette alle configurazioni del dispositivo di essere controllate ed aggiornate durante il processo boot-up. Con l’aiuto del configuration manager è facile rimpiazzare dispositivi difettosi mentre una rete è in funzione senza l’interazione dell’applicazione. In questo caso non è richiesta alcuna configurazione manuale del dispositivo rimpiazzato prima dell’installazione da parte del tecnico.

MN ridondante

Un MN ridondante, in conformità con EPSG WDP 302-A V 1.0.4, può essere implementato opzionalmente basandosi sul protocollo software POWERLINK MN/CN. Gli MN ridondanti vengono usati solitamente nelle applicazioni nelle quali è richiesta un’alta disponibilità dei sistemi. Se l’MN attivo si guasta, il successivo MN ridondante prende il suo posto e fornisce una comunicazione continua tra tutti i nodi del POWERLINK.

Supporto al sistema operativo

Lo stack POWERLINK può essere usato con o senza sistema operativo. Il software ha uno scheduler interno che garantisce l’allocazione ottimale delle risorse disponibili. Usando un sistema operativo, lo stack POWERLINK viene eseguito come un unico task. Sono richieste solo funzioni di base del sistema operativo, quali semafori e task. Queste funzioni sono incapsulate da un layer di astrazione (GOE - Generic Operating Environment) e possono essere adattate facilmente al sistema operativo.

Piattaforma di riferimento

Il codice sorgente fornito in C può essere usato su qualunque sistema target.  Oltre alla versione generica, il pacchetto software spedito include un’implementazione di riferimento che funziona su sistemi basati su Freescale Coldfire 523x e Altera NIOS II senza la necessità di adattamenti aggiuntivi. Sono inoltre disponibili evaluation boards con i relativi schemi elettrici.